[發明專利]管式換熱裝置以及換熱方法、應用

在審

• 申請號: 202011402967.4
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112414177A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 劉陽;錢淵;姚劍;姜迪;陳貴生;仝路路;杜林;趙乾坤;唐曉星;馬繼飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F9/02;F28F9/22;F28F21/08;F28F27/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛彬;鄒玲

1.一種管式換熱裝置，其特征在于，其自上至下依次包括上封頭、上管板、筒體、下管板以及下封頭，所述筒體內設有若干換熱管，所述換熱管依次穿設所述上管板和所述下管板；

所述上封頭與所述上管板之間設有第一過渡變徑段，所述下封頭與所述下管板之間設有第二過渡變徑段；所述第一過渡變徑段包括第一喉口段，和與所述第一喉口段連接的第一擴張段，以及分別與所述上封頭與所述上管板銜接的第一連接部，所述第一連接部包設于所述第一喉口段與所述第一擴張段的外部；所述第二過渡變徑段包括第二喉口段，和與所述第二喉口段連接的第二擴張段，以及分別與所述下封頭與所述下管板銜接的第二連接部，所述第二連接部包設于所述第二喉口段與所述第二擴張段的外部；

所述上封頭上設有物料進口、且所述物料進口依次通過所述第一喉口段、所述第一擴張段與各所述換熱管連通，所述下封頭上設有物料出口、且所述物料出口依次通過所述第二喉口段、所述第二擴張段與各所述換熱管連通；

所述第一連接部的上側與所述上封頭的內側構成一第一冷卻腔室、且所述第一冷卻腔室連接有第一冷卻介質進口與第一冷卻介質出口；

所述第二連接部的下側與所述下封頭的內側構成一第二冷卻腔室、且所述第二冷卻腔室連接有第二冷卻介質進口與第二冷卻介質出口。

2.如權利要求1所述的管式換熱裝置，其特征在于，所述筒體上的不同位置設有第三冷卻介質進口與第三冷卻介質出口；所述第三冷卻介質進口與所述第三冷卻介質出口均與所述筒體的內部連通。

3.如權利要求1所述的管式換熱裝置，其特征在于，所述物料進口設于所述上封頭的中心位置處；

和/或，所述物料出口設于所述下封頭的中心位置處；

和/或，所述物料進口和/或所述物料出口處設有測溫裝置；

和/或，所述第一喉口段的中心線與所述筒體的中心線重合；

和/或，所述第二喉口段的中心線與所述筒體的中心線重合；

和/或，所述第一冷卻介質進口和/或所述第一冷卻介質出口設于所述第一連接部上；

和/或，所述第二冷卻介質進口和/或所述第二冷卻介質出口設于所述第二連接部上；

和/或，所述上管板和/或所述下管板中周向設置有循環冷卻通道，所述循環冷卻通道連接有第四冷卻介質進口與第四冷卻介質出口。

4.如權利要求1所述的管式換熱裝置，其特征在于，所述筒體的內壁上設有若干折流板，所述折流板沿所述筒體的軸向方向上交錯設置；

較佳地，所述筒體內設有若干定距管，所述定距管用于調整所述折流板之間的距離；

較佳地，所述定距管的固定通過拉桿實現；

較佳地，所述折流板上開設有若干個換熱管安裝孔。

5.如權利要求1所述的管式換熱裝置，其特征在于，所述換熱管中置有混合元件；

和/或，所述筒體自上至下包括第一筒體與第二筒體，所述第一筒體與所述第二筒體之間設有分別與所述第一筒體、所述第二筒體連接的膨脹節；

較佳地，所述第一筒體的高度為所述筒體的高度的三分之一；

較佳地，所述膨脹節的外部設有分別與所述第一筒體、所述第二筒體連接的保護裝置。

6.如權利要求1所述的管式換熱裝置，其特征在于，所述換熱管的排布方式為六方最密堆積的方式。

7.如權利要求6所述的管式換熱裝置，其特征在于，所述換熱管按照所述六方最密堆積的方式進行排列，在所述筒體的橫截面上所述換熱管的數量從左到右依次為“2、6、9、10、9、10、11、10、9、10、9、6、2”。

8.一種換熱方法，其特征在于，其采用如權利要求1～7任一項所述的管式換熱裝置進行換熱，其包括如下步驟：將熱物料依次經由所述物料進口、所述第一喉口段和所述第一擴張段輸送至各所述換熱管，再將冷卻介質分別由所述第一冷卻介質進口和所述第二冷卻介質進口通入，由所述第一冷卻介質出口和所述第二冷卻介質出口通出，對所述熱物料進行冷卻；經所述冷卻后的物料經由所述第二擴張段、所述第二喉口段和所述物料出口輸出。